Neue Helmholtz-Nachwuchsgruppe am HZB
Felix Büttner hat am Brookhaven National Laboratory eine Holographie-Kammer aufgebaut. © privat
Ab 01. März 2020 baut Dr. Felix Büttner am HZB eine Helmholtz-Nachwuchsgruppe zu „Topologischen Solitonen“ auf. Topologische Solitonen können in magnetischen Quantenmaterialien auftreten und extrem energieeffiziente Schaltprozesse ermöglichen. An BESSY II will er eine neue Abbildungstechnik entwickeln, um solche Quasiteilchen zu untersuchen.
Nach einem harten Auswahlverfahren hat Dr. Felix Büttner eine Förderung durch die Helmholtz-Gemeinschaft erhalten, um seine eigene Forschungsgruppe aufzubauen. Zuletzt hatte er als Postdoktorand am Massachusetts Institute of Technology in Boston zu magnetischen Quantenmaterialien geforscht. Er ist in Fachkreisen durch zahlreiche hochwertige Publikationen bekannt.
Büttner möchte an der Synchrotronquelle BESSY II des HZB eine neue hochauflösende Technik entwickeln, mit der sich komplexe magnetische Strukturen unter Realbedingungen bei Raumtemperatur abbilden und untersuchen lassen. Dabei handelt es sich um antiferromagnetische topologische Solitonen, die in bestimmten Materialien auftreten und als interessante Kandidaten für extrem energieeffiziente Datenspeicher gelten. „Bisher gibt es in der Forschung zu antiferromagnetischen Solitonen aus Mangel an geeigneten Messtechniken wenig Fortschritte“, erklärt Büttner: „Das HZB bietet die nötigen hochkomplexen Instrumente und führende Expertise in all diesen Bereichen und ist daher das perfekte Umfeld für dieses anspruchsvolle Projekt.“
- Magnetische Bildgebung: Mikroblumen verstärken das lokale MagnetfeldMaterialien mit magnetischen Nanostrukturen bieten viele Anwendungsmöglichkeiten, beispielsweise in der Spintronik. Um solche Materialien zu untersuchen, sind magnetisch empfindliche Bildgebungsverfahren im Nanobereich geeignet, bisher konnten während des Bildgebung jedoch nur schwache Magnetfelder angelegt werden. Nun hat eine internationale Forschungsgruppe unter der Leitung von Dr. Sergio Valencia vom HZB einen Ansatz entwickelt, der diese Einschränkung überwindet. Das Team entwarf winzige Magnetflusskonzentratoren (MFCs). Die Geometrie der MFCs ähnelt einer Blume und fokussiert das angelegte Magnetfeld auf das Zentrum, in dem die Probe sitzt. Die „Mikroblumen“, die das Magnetfeld lokal verstärken, können in vielen nanometrischen magnetischen Mikroskopieverfahren eingesetzt werden.
- Unordnung erzeugt neue Eigenschaften in VerbindungshalbleiternEin internationales Forschungsteam hat gezeigt, dass intrinsische Unordnung im Verbindungshalbleiter CuInSnS₄ genutzt werden kann, um dessen optische Eigenschaften zu beeinflussen. Optische Anregungen (Exzitonen) reagieren empfindlich auf die lokale Anordnung der Atome. Dabei zeigen sie überraschenderweise eine richtungsabhängige Reaktion, obwohl die durchschnittliche Kristallstruktur kubisch ist. Diese Erkenntnisse werfen ein neues Licht auf den Zusammenhang zwischen Unordnung und Materialeigenschaften und eröffnen neue Möglichkeiten für ein gezieltes „Unordnungs-Engineering“ in optoelektronischen und photokatalytischen Bauelementen.
- Supraleitendes TES-Array-Röntgenspektrometer geht bei BESSY II in BetriebEuropas erstes supraleitende TES-Array-Röntgenspektrometer an einer Röntgenquelle ist nun an BESSY II in Betrieb gegangen, entwickelt von Teams aus HZB, MPI-CEC (Mühlheim an der Ruhr, Deutschland) und NIST (Boulder CO, USA). Das neue Instrument ist etwa 100- bis 1000-mal effizienter bei der Detektion von Photonen als herkömmliche Röntgenemissionsspektrometer und ermöglicht es, die elektronischen Eigenschaften atomar dünner Schichten, Nanostrukturen und hochverdünnter atomarer und molekularer Proben zu untersuchen. Das BESSY-Team freut sich auf spannende Forschungsideen aus der Nutzerschaft!